棉/大麻/粘胶混纺纱的开发与性能分析

时间：2024-07-29

吴思涵，孙润军，王奇

(西安工程大学纺织与材料学院，西安710048)

随着社会文明的发展和物质需求的增加，人们对纺织品的要求由最基本的蔽体御寒，逐渐演变为现今对个性、时尚、舒适甚至某些特殊功能的追求[1]。如今，绿色自然、返朴归真的服装风格成为潮流，具有麻型风格的面料重新受到人们的青睐。而大麻纤维作为一种新兴的麻纤维，在具备传统麻纤维优良性能的同时，其制品还有刺痒感较低、抗霉杀菌的特点。本文设计开发了几种细度、混纺比例不同的棉/大麻/粘胶混纺纱线。并通过测试，分析比较各纱线的成纱质量。

1 品种和原料

通过采用多种纤维混纺的方式，可以弥补单一原料的不足之处，使纱线及织物具有多种纤维原料的优越性能，达到多种纺织纤维原料优势互补的效果，进一步满足人们对产品基本性能、舒适性能、功能性及风格的需求[2]。因此纱线原料选用细绒棉、大麻纤维、普通粘胶纤维。各纤维原料基本物理性能见表1。

表1 纤维原料物理性能指标Tab.1 Physical performance indexes of fiber materials

2 纱线规格设计

为了讨论不同细度及不同混纺比下纱线性能的差异，共设计6组纱线进行试纺及测试分析。由于大麻的刺痒感比其他麻纤维低，且为使纱线织造的面料具有麻型织物粗犷自然的特殊风格，故将纱线中大麻纤维的含量适当增加，定为30%。同时，为了弥补由于麻纤维比例较大在纱线质量上可能出现的问题，酌量加入一定比例的粘胶，用以提高纱线的手感与舒适性。各品种纱线具体规格与混纺比选择如表2所示。

表2 棉/大麻/粘胶混纺纱线规格设计Tab.2 Specification design on cotton/hemp/viscose blended yarn

3 实验

强力测试:采用YG029PC型快速全自动单纱强力测试仪。测试条件:预加张力0.5cN/tex，拉伸速度500mm/min，间隔长度0.5m，共测试10管，每管10次。

条干、纱疵测试:采用USTER ME100条干测试仪。测试速度400m/min，时间1min。

毛羽测试:采用YG172型毛羽测试仪。测试速度30m/min，测试片段长度10m，每管5次。

各项目实验测试结果见表3、表4。

表3 纱线强伸性能测试结果Tab.3 Test results of tensile properties of yarn

表4 纱线条干、毛羽、纱疵测试结果Tab.4 Test results of evenness，hairiness and fault of yarn

4 结果讨论

4.1 纱线强伸性能分析

纱线的力学性能主要取决于纱线的结构和纤维的性质。包括纤维长度、线密度、表面摩擦性能、纱线条干等，也与纺纱加工方法密切相关[3]。各纱线强伸性能测试结果见表3。

由表3的实验数据可以看出，在线密度相同的条件下，当纱线中粘胶的比例增加，两种线密度的纱线平均强力均出现下降，且下降趋势逐渐明显。由表1可知，棉纤维的断裂强度为2.91cN/dtex，而粘胶的断裂强度仅为2.27 cN/dtex，纤维本身断裂强度的差异是造成纱线强度下降的原因之一。此外，由表4可以看出，同等线密度下，纱线的条干CV值随着粘胶比例的增加而增大，纱疵也明显增多。由于纱线在拉力作用下，断裂往往更容易发生在薄弱环节[4]，因此，纱线条干的变差也是造成强度下降的原因。

此外，由表中还可以看出，在三组混纺比中，18tex纱线的断裂强度比起28tex纱线有所降低，这与纱线变细，条干均匀度变差有关，因为细度不匀导致的细节或弱节将直接影响纱线的断裂强度。但当纱线变细时，其伸长率并无明显变化。

4.2 纱线条干、毛羽、纱疵分析

纱线的条干不匀、毛羽及纱疵是反映纱线实际内在质量的重要指标，不仅会影响纱线的外观性能，在一定程度上还体现了纱线的可织造性，与布面情况、面料性能等也有密切关系[5]。各纱线条干、毛羽、纱疵的测试结果见表4。

由表4的实验数据可以看出，在线密度相同的条件下，当纱线中粘胶的比例增加，尤其是当粘胶比例超过15%时，纱线条干开始出现恶化的趋势，但其条干CV值仍控制在实际生产中许可的范围内。由于实验条件所限难以证实，这里对此情况只给出猜测:由于棉、大麻、粘胶三种纤维长度差异较大，为了在牵伸过程中控制浮游纤维数量，罗拉隔距在生产中根据棉纤维长度偏小掌握，长度长的粘胶纤维在牵伸中较长时间处于握持状态。此外，由于粘胶细度低于棉，断裂强度又较低，当纱线中粘胶比例增加，随着须条截面内纤维数量增多，细而长的粘胶纤维将在较大长度上受到渐渐变大的摩擦阻力，当摩擦阻力增大到一定程度时，牵伸过程中部分粘胶纤维可能被拉断或磨断，成为浮游纤维，进而影响条干质量。

当混纺比相同，将两组不同特数的纱线进行比较，可以发现，18tex纱线的条干不匀率明显增大。这是因为大麻纤维细度较一般天然纤维粗，当纱线变细，纱线截面内的纤维根数也随之减少，直接影响了成纱质量。此外，大麻纤维刚性大、弹性小、脆而易损，并且纤维长度差异大，还有大量的短绒[6]，导致在传统环锭纺的纺纱过程中纤维抱合力差，纱线结构较为松散。当纱线细度越低，在后道纺纱工序中所需的牵伸倍数越大，这些因素对条干的负面影响也就越明显。

在各种混纺比及不同细度条件下，纱线毛羽并没有表现出明显差异。但在纱疵方面，当粘胶的混纺比例增大，纱线中的粗细节、棉结均随之增加。而对比两种细度纱线，可以发现，在相同的混纺比下，18tex纱线比起28tex纱线，纱疵指标明显变差，粗细节、棉结几乎出现了数倍的增加。

总的来说，当纱线中粘胶的含量增加，纱线各项质量指标均发生了不同程度的下降。而在同等混纺比下，较细纱线的成纱质量则出现更明显的恶化。这对后道织造工序的进行，以及面料成品的外观、性能的影响也将更加明显。